JAS-39战斗机

更新时间:2024-09-01 11:08

JAS-39战斗机(中文译名:“鹰狮”战斗机,英文代号:JAS-39,瑞典文:Gripen,英文:Griffin或Gryphon,译文:鹰狮或狮鹫,通称:JAS-39“鹰狮”),是瑞典一型战斗机,在世代上属于第四代战斗机

发展沿革

研制背景

20世纪70年代后期,当瑞典空军编制鹰狮的技术要求的时候,是准备用它来替代Saab-35“龙”战斗机和Saab-37“雷”战斗机的,着重强调飞机的“变用途”能力和飞机的空中优势能力,因此命名为JAS-39战斗、攻击、巡逻多用途机。“变用途”是指飞机在执行任务的过程中改变用途的能力;“多用途”要求飞机在执行任务之前按照特定的任务进行配置。JAS-39“鹰狮”的目标是截击接近瑞典海岸的外国飞机,并对入侵的敌机给予还击,承担瑞典国土防空任务。

当时,华沙条约国和北约成员国的飞机经常进入瑞典的领空。瑞典空军希望寻求一种能够对抗苏联的苏-27战斗机的飞机。瑞典情报部门预测,在“鹰狮”飞机的服役过程中,苏-27是它可能遇到的最大的威胁。由于俄罗斯距瑞典的最近点只有200km,鹰狮不必要设计成为一种大型的双发飞机——这一点不同于同时代的其它飞机。这种轻型单发的设计方案的直接优势是减少了飞机的成本,出厂成本只有台风战斗机阵风战斗机的三分之一,但同样具有良好的机敏性和较小的雷达截面。较小的机身也降低了飞机的耗油率。

建造沿革

初次训练

2023年9月14日法新社报道,瑞典国防大臣波尔·荣松表示,乌克兰飞行员已经完成驾驶瑞典“鹰狮”战斗机的初次训练,瑞典方面将考虑是否向乌克兰捐赠一部分“鹰狮”战斗机。“鹰狮”战斗机是一型兼具空战,对地攻击和侦察能力的多功能战斗机,最大起飞重量为16.5吨,最大速度为2450公里/小时,最大航程4000公里。

使用国家

技术特点

机型结构

JAS-39由鸭型翼(前翼)与三角翼组合而成近距耦合鸭式布局,继承了Saab37战斗机的气动型式,结构上广泛采用复合材料,主翼为切尖三角翼带前缘襟翼和前缘锯齿,全动前翼位于矩形涵道的两侧,无水平尾翼。机翼和前翼的前缘后掠角分别为45°和43°。该型能在所有高度上实现超音速飞行,并在短场起降上取得最大的效率。可收放前三点的主起落架为单轮结构,向前收入机身;可转向前起落架为双轮结构,向后旋转90°平放入机身下部。机轮和轮胎有碳圆盘刹车及防滑装置。采用带有覆面层隔板的楔形涵道。机身内装自封主油箱和集油油箱,采用燃油综合管理系统控制。

JAS-39为了获得最佳的翼身融合效果,采用了中置机翼布局,这样也使外挂物获得了良好的地面间隙。而一般来讲,外挂物的地面间隙一直是小型飞机的一个不好解决的问题。由于采用中置机翼,JAS-39飞机的主起落架安装在机身上,另外,为了与主翼获得最佳的气动力耦合前翼要具有一定的安装角。JAS-39“鹰狮”采用切角三角翼,锯齿形前缘,后掠角45°。增升装置由两组前缘襟翼组成,通过全权限三余度电传飞行控制系统与飞机的升降舵相连。大迎角时,前缘襟翼下偏,可以延迟机翼失速。后缘襟翼向下偏转时,可以使飞机抬头,从而提高飞机的机敏性。这一点与传统的纵向稳定飞机不同,对于纵向稳定的飞机来讲,后缘襟翼下偏会使飞机产生低头力矩。全动鸭翼也是切角三角形,前缘后掠角43°。

JAS-39“鹰狮”的布局形式的优点之一是,通过同时偏转鸭翼和升降舵可以产生直接升力。差动地偏转鸭翼可以产生侧向力,结合方向舵的偏转,可以产生直接侧力,而不用改变飞机的航向。在使用航炮进行空对空攻击的时候,或对地面目标投放非制导武器的时候,这种“非耦合”的飞行模式是非常有用的。

在JAS-39飞机的设计过程中,通过广泛的采用新技术和先进的计算机模拟技术,实现了飞机的减重,其中复合材料的使用量占到机体结构的25%~30%。碳纤维复合材料主要用于蒙皮和翼梁、尾翼、升降舵、起落架舱门和一些检测口盖。蒙皮不是胶接在支持结构上,而是采用沉头螺钉安装的,为消除整体油箱的漏油现象,在接触处采用了密封材料。据估计,JAS-39飞机共有紧固件大约100,000个,在机体结构中,按成本来计算,机加件占到15%左右。

按照现代飞机的制造工艺,JAS-39飞机的机体结构分为几个部件进行制造,其中机翼分为7个部件,机身分为3段,3段机身在总装阶段被永久的连接在一起,这样可以消除传统的过渡连接所产生的重量增加。中段机身又分为3个部件:机炮舱、起落架段和机身安装段。机翼的弯曲力矩通过3个小间距的隔框传向机身,只在前缘翼根处有一个辅助安装节,考虑到三角翼的翼根弦长较长,这种设计是令人惊奇的。其原因是,主机身隔框受主起落架舱和发动机检测门的限制。F404发动机是从机身下部装拆的,这是为了在拥挤的航母上方便地更换发动机。这种情况迫使萨博公司设计了一个强度很高的翼根加强筋,将机翼的弯曲力矩集中传递到机身上。

动力系统

“鹰狮”飞机为单发飞机,采用一台通用动力公司/沃尔沃航空发动机公司的RM12发动机。尽管发动机是飞机制造商和飞机用户广泛关注的一个问题,但是Saab公司相信,由于技术的进步和发动机的可靠性的大幅度提高,使得双发飞机不再具有优势,采用双发还会引起飞机的重量、成本和复杂性的增加。RM12发动机是一种低涵道比带加力燃烧室的涡轮风扇发动机,它是由通用电气公司沃尔沃飞机发动机公司在通用电气公司的F404-400发动机的基础上合作研制的。RM12发动机具有3级风扇和7级高压压气机,风扇和压气机都采用可变迎角的定子,由单级涡轮驱动。加力燃烧室采用可变面积喷管,其面积从最小到最大都是可调的。

武器系统

JAS-39是作为空中优势战斗机进行设计的,但在首次进入服役时却是作为攻击机使用的。执行对地攻击任务的时候,“鹰狮”飞机可以携带多种武器,主要是Hughes公司的AGM-65A/B‘‘幼畜”(Rb75)空-地导弹和DWS-39防区外子母小炸弹散布器。“幼畜”导弹是经过实战检验的电视制导导弹,射程约3km,携带57kg的战斗部,用于攻击坦克和其它装甲目标。DWS39是不带动力的,其射程取决于发射条件,投放之前,将目标的数据传输给武器,由惯导系统对武器进行制导和控制。子弹药可以是24枚反跑道炸弹、96枚集束弹、120枚反坦克地雷、504枚SB44小炸弹或1,848枚M42GP小炸弹。非制导武器包括80kg的M50炸弹、600kg的M60炸弹和ARAK70火箭弹。

执行反舰任务时,“鹰狮”飞机的主要武器是Saab公司的Rbs-15F反舰导弹。该导弹携带200kg半穿甲爆破战斗部,射程90km,中段采用惯性制导,束段采用主动雷达制导。为了自卫,“鹰狮”飞机装有电子对抗设备,包括雷达告警接收机和电子对抗系统,电子对抗系统由安装在翼下挂架内的箔条/曳光弹散布器、拖曳式雷达假目标和干扰机组成。在执行侦察任务时,所有的传感器和照相设备都采用外挂安装。

瑞典曾希望发展Rb71超视距导弹的后继型,但是经过若干年的工作以后,最终决定采用Hughes公司的AIM-120中程空对空导弹AMRAAM(先进中距空空导弹)。重要的一点是瑞典空军被允许进行导弹的飞行试验。由于瑞典空军只订购了100枚AIM-120导弹,所以“鹰狮”飞机还可能采用“流星”空对空导弹。“鹰狮”飞机的出口型,也可能采用Meteor导弹,因为Meteor导弹与AIM-120导弹具有互换性,只需进行少量的软件更改。这两种导弹都具有区分不同目标的能力,使用数据链和惯性制导,以便在发射后尽可能长时间地保持隐身。数据链用于更新关于目标的信息,这些信息可以通过本机或其它飞机(如其它的“鹰狮”飞机或S100B预警机)提供。短距攻击时,“鹰狮”飞机可以携带AIM-9L和AIM-9J“响尾蛇”导弹。在机腹左下方的整流罩内装有27mm的Bk27“毛瑟”机炮。

航电系统

JAS-39飞机的航电设备是由爱立信(Ericsson)公司设计和制造的,然后由萨伯(Saab)公司进行了综合。与Saab-37“雷”的航电设备相比,有了巨大的改进。采用了爱立信/费伦第公司(Ericsson/GMAv)的PS-05雷达,数据处理能力为“雷”飞机的PS-46/A雷达的3倍,但体积只有后者的60%,重量只有后者的50%。PS-05A是一种多工作模态脉冲多普勒雷达,采用缝式波导平面阵列天线,液冷行波管发射机。通过使用复杂多变的波形和高中低的脉冲重复频率,实现了各种任务所需的多种工作模式。为提高分辨率和实现远距离目标的探测,使用了频率调制脉冲压缩。

雷达的工作模式是由软件控制的,主要包括下列内容:

PS-05A灵活的波形避免了雷达测距的不准确性,也使每一工作模式下的性能得到了优化。平面天线阵扫描时产生的旁瓣很少,降低了对干扰的敏感性,也提高了雷达的效率。雷达也能适应制导中距空对空导弹(如AMRAAM先进中距空空导弹和“流星”导弹)的数据传输要求,由于采用了模块化设计并具有机内自检测功能,雷达具有良好的适用性和较低的维护费用。它采用新型的主动相控阵技术,其中使用了1,000多个发射/接收单元。为了扩大雷达的方位角,天线安装在一个活动的底盘上,可以明显地增加雷达的扫描范围,这种设计方法在相控阵雷达中是比较独特的。采用AESA技术改进雷达的目标探测和跟踪性能。

瑞典空军一直使用的是战术仪表着陆系统(TILS),这种系统不但已经过时,而且使用费用昂贵,不适用于分散的战时机场。为此需要研制一种系统,完全依靠机载传感器和机载设备,能够引导飞机至任何机场并保证在全时间、全天候条件下安全着陆。新系统采用了两种为“鹰狮”飞机研究的新技术,即新型综合导航系统(NINS)和新型综合着陆系统(NILS)。另外,如果飞行员需要,NINS也可以使用传统导航设备的信息,如测距装置(DME)、甚高频全向信标(VOR)和塔康系统(TACAN)。

座舱设计

JAS-39通过对座舱显示和操纵系统的仔细设计,大大减轻了飞行员的工作负荷,明显地提高了飞机的作战效益。座舱的核心部件是爱立信公司的EP-17显示系统,采用了3个120mm×150mm的多功能下视显示器(HDD),1个凯瑟公司(Kaiser)的宽角全息平视显示器(HUD)。3个单色的下视显示器(HDD)是完全相同的,可以进行互换。在飞行过程中,显示器的功能可以进行调整,以适应不同的飞行阶段或作战任务的需要。左侧的HDD一般显示飞行数据,包括HUD上的数据和其它的自卫设备与传感器上的数据;中间的HDD显示计算机生成的周围区域的地图,叠加有战术信息;右侧的HDD显示来自雷达、前视红外和武器传感器的目标信息。

HDD虽然以现有的电视技术为基础,但其性能得到了较大的提高,可以在光线较差的条件下提供高质量、高清晰度的画面。根据瑞典空军的要求,在以后的飞机上还可能采用彩色显示器。在HDD中采用衍射光栅,可以获得高亮度的图像。HUD的视界为28°×22°,即可提供计算机生成的武器瞄准符号,也可提供光电系统(如前视红外设备)生成的视频图像。座舱显示的所有信息可以记录在标准的磁带上,以供飞行员查询。

为了进一步减少飞行员的工作负担,“鹰狮”飞机采用了手控油门驾驶杆,雷达和武器的所有操纵按钮都放置在油门-驾驶杆上。Saab公司对中置和侧置驾驶杆都进行了研究,最后选择了中置小型驾驶杆。这种驾驶杆,在需要的时候,可以用右手或左手操纵。在“鹰狮”飞机的航电系统内,总共有40多台爱立信公司的D80计算机,这些计算机通过三余度的MIL-STD-1553B数据总线连接在一起:一条总线用于飞机的基本数据和飞行数据,一条总线用于座舱显示和雷达,一条总线用于战术和武器信息。后续批次的飞机和出口型飞机都具有5条数据总线。采用5条数据总线,可以使每一条数据总线的“负荷”维持在较低的水平。

性能数据

系列型号

JAS-39,为当初瑞典国内专用作为考量而建造。但是于90年代后期瑞典与英国宇航合作开始进行JAS-39的外销,为了满足客户的需求,瑞典将原先的JAS-39进行了整体强化,包括航电、机身结构、引擎皆进行更新;与原本构型外在最大差别为增加了软管给油方式的空中加油装置。这种新机型称为JAS-39C/D,除了外销客户以外瑞典空军也在使用者之列。

JAS-39E/F实际就是“鹰狮NG”的正式生产型,该机最大的改进内容就是换装F414G发动机。F414G是美国“超级大黄蜂”现用发动机F414型的发展型,针对“鹰狮”这种单发战机进行了一定修改。F414G的最大推力可达98千牛,增大近20%。JAS-39E/F相应的最大起飞重量从14吨提升到16吨,但空重只提高了200千克,增重部分提高了内部燃料达40%。增大的推力使JAS-39E/F的巡航速度可达1.2马赫(携带空空导弹),成为一种“准超音速巡航”战斗机,战斗力提高幅度十分显著。

JAS-39E/F的另一项重大改进就是AESA雷达。“鹰狮”战机配备的PS-05/A已升级到MK4阶段,具备了合成孔径能力,MK5阶段则全面升级为AESA雷达。

2013年,美国波音公司不声不响地与瑞典萨博公司合作,要用JAS-39“鹰狮”为基础,推出一架全新的教练机,成本预计低于T-50教练机。

总体评价

JAS-39是瑞典研制的全天候全高度战斗/攻击/侦察机。气动布局采用三角形机翼和全动前翼,结构的大约 30% 采用复合材料,可以减轻重量 25%,可以在所有高度上实现超音速飞行。该机按照一机多用的原则进行设计,同一架飞机可以执行几种不同的任务。虽然 JAS-39 飞机服役时间不长,但瑞典已经开始对它进行改进。从 2002 年中期开始,第 2 批飞机安装彩色的具有夜视功能的新型座舱,采用新的敌我识别设备、辅助动力装置和新的 CDL39 数据链,并具有空中加油能力。

从 2003 年开始生产的第 3 批飞机改进更多,主要改进包括:爱立信公司的 D96/Macs 任务计算机,总线 1553 以太网航电系统,GPS 导航系统和新型仪表着陆系统。从 2003 年起,还安装萨伯公司的 EMS39/S 综合电子战系统、头盔显示器、地面防撞系统以及前视红外传感器。飞机将安装具有主动电子扫描阵列的新一代雷达,使飞机的性能达到更高的水平。

“鹰狮”战斗机一直以低成本作为发展策略,JAS-39C/D型的报价在4千万-6千万美元之间,相对于其他新一代战斗机有明显价格优势。但JAS-39C/D型以前,“鹰狮”的雷达和机动性只能算中庸水平,难以对大客户形成足够吸引力。JAS-39E/F的全面升级,使“鹰狮”的性能有了跨代的大变化,但造价也剧增,出口瑞士的单机报价达到1.48亿美元(包含研制费用分摊以及零部件、训练和修护等费用)。因此,瑞典不得不采用合作方式,以分摊不菲的经费。随着F-35成本飙升到2-3亿美元之上,“鹰狮”、“阵风”等三代半战斗机的高价却已经不那么扎眼。芬兰克罗地亚等国都有购买“鹰狮”的意向,另外荷兰也考虑将“鹰狮”作为F-35出现严重问题时的替代者。

服役动态

2022年4月8日,匈牙利国防部表示,由于收到了“炸弹威胁”,该国派出“鹰狮”战斗机两次护送塞尔维亚航空公司的民航客机离开其领空。

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